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11	Marine connectivity : exploring the role of currents and turbulent processes in driving it / Connectivité marine : explorer le rôle des courants et des processus turbulents Costa, Andrea 28 April 2017 (has links) La connectivité marine est le transfert de larves et/ou d'individus entre des habitats marins éloignés. Grâce à la connectivité, les populations marines éloignées peuvent faire face à la pression de l'habitat en s'appuyant sur le transfert qui vient des populations éloignées de la même espèce. Le transfert entre les populations éloignées dans l'océan est possible par le transport dû aux courants. Cependant, il est pas encore clair si le champ des courants détermine totalement la persistance des espèces marines ou si la démographie locale joue un rôle. Les mesures in situ de la connectivité sont extrêmement difficiles. Par conséquence, notre connaissance de la connectivité est déduite des simulations numériques de dispersion. Le but de cette thèse est de préciser si la persistance de la connaissance du champ des courants et d’étudier l'effet des paramétrisations numériques dans l'estimation de la connectivité. Premièrement, je compare la théorie des graphes et le modèle de métapopulation pour déterminer si les courants ont un rôle prédominant. Cela permet d'identifier quelles mesures de la théories des graphes identifient de manière fiable les sites reproductifs importants pour la persistance en s'appuyant sur la connaissance des seuls courants. Deuxièmement, j’étudie les avantages et les lacunes de différents schémas de fermeture de turbulence. Ceci permet de préciser quel schéma reproduit mieux l'activité de turbulence dans des modèles numériques. Troisièmement, j'étudie les mécanismes générateurs de turbulence aux limites du fond. Ceci permet de connaître le coefficient de traînée effectif dû aux flux sur la topographie brute et de mieux estimer les flux turbulents. / Marine connectivity is the transfer of larvae and/or individuals between distant marine habitats. Thanks to connectivity, distant marine population can face habitat pressure by relying on the transfer from distant populations of the same species. The transfer between distant populations in the ocean is made possible by the transport due to the currents. However, it is still not clear if the current field totally determines the persistence of the marine species or if the local demography plays a role. Crucially, in situ measurements of connectivity are extremely difficult. Therefore, our knowledge about connectivity is inferred from numerical dispersal simulations. The aim of this thesis is to clarify if we can deduce the persistence from the knowledge of the current field and to investigate the effect of numerical turbulence parameterizations in estimating connectivity. Firstly, I compare graph theory and metapopulation model to determine if currents have a predominant role. This allows to identify which graph theory measures reliably identifies reproductive sites important for persistence by relying on the knowledge of currents only. Secondly, I investigate the advantages and shortcomings of different turbulence closure models. This allows to clarify which TCS better reproduces turbulence activity in numerical models. Thirdly, I investigate generating mechanisms of bottom boundary turbulence. This allows to know the effective drag coefficient due to flow over rough topography and better estimate turbulent fluxes. Connectivité Persistence Théorie des graphes Modèle de métapopulation Turbulence Schémas de fermeture de turbulence Mélange du fond Connectivity Persistence Graph theory Metapopulation model Turbulence Turbulence closure schemes Boundary mixing 550
12	Diversité et impact des Wolbachia féminisantes sur la structuration génétique d'Armadillidium vulgare Verne, S. 20 September 2007 (has links) (PDF) Parmi les endosymbiotes, Wolbachia pipientis constitue à la fois le parasite de la reproduction le plus largement étudié et celui qui présente la plus grande variété d'effets sur son hôte. De par les manipulations de la reproduction de son hôte, Wolbachia est susceptible d'affecter la structuration génétique de son hôte. Armadillidium vulgare (Crustacé isopode) présente l'originalité d'héberger deux souches de Wolbachia féminisantes (wVulC et wVulM), ainsi qu'un facteur génétique féminisant non identifié (f). Au cours de ce travail, une troisième souche de Wolbachia vraisemblablement apparue par recombinaison des deux autres a été mise en évidence. Les prévalences de Wolbachia sont généralement faibles mais varient fortement d'une population à l'autre. La structuration génétique de l'hôte A. vulgare a été analysée à une échelle subrégionale, puis à l'échelle d'une métapopulation. L'utilisation de marqueurs microsatellites a révélé une diversité génétique importante et une structuration génétique faible, compatible avec un isolement par la distance (IBD). L'analyse du polymorphisme mitochondrial révèle au contraire un polymorphisme intra-populations faible et une forte structuration inter-populations, incompatible avec un IBD. Il est proposé que les facteurs féminisants soient soumis à sélection fréquence dépendante et qu'ils favorisent le maintien d'un petit nombre de mitotypes divergents par auto-stop génétique. Au sein de la métapopulation de la RBI de Chizé, une plus faible dispersion des femelles que des mâles et une forte connectivité des sous-populations semble favoriser de fortes prévalences de Wolbachia. L'analyse des biais de structuration génétique liés au sexe révèle que les facteurs féminisants tels que Wolbachia et f peuvent fortement biaiser les fréquences des mitotypes observés entre les sexes, mais aussi induire des biais de structuration génétique sur l'ADN nucléaire. Armadillidium vulgare Wolbachia pipientis féminisation génétique des populations métapopulation biais de dispersion
13	Importance relative des facteurs hydroclimatiques et des traits d'histoire de vie sur la dispersion larvaire et la connectivité à différentes échelles spatiales (Manche, Golfe Gascogne). Ayata, Sakina-Dorothée 08 January 2010 (has links) (PDF) En assurant la dispersion, la phase larvaire joue un role fondamental dans la dynamique des populations d'invertébrés marins à cycle de vie bentho-pélagique et détermine la connectivité au sein des métapopulations marines. La connectivité en milieu marin influence ainsi directement la dynamique des métapopulations et la persistance des populations locales, les potentialités d'expansion des espèces en réponse à des changements des conditions environnementales ou les limites biogéographiques d'aire de distribution des espèces. Dans ce contexte, le but du présent travail a été de mieux comprendre les roles relatifs joués par les processus hydrodynamiques et hydroclimatiques, et les traits d'histoire de vie des invertébrés sur la dispersion larvaire et la connectivité en milieu cotier dans le Golfe de Gascogne et la Manche occidentale. Pour répondre à cette question, une approche couplée a été mise en oeuvre, alliant l'observation in situ et la modélisation biologie-physique à deux échelles spatiales : régionale et locale. Dans le Nord du Golfe de Gascogne, la description de la distribution larvaire de trois espèces cotières de polychètes (Pectinaria koreni, Owenia fusiformis, et Sabellaria alveolata) a mis en évidence le role prépondérant de l'organisation spatiale des structures hydrologiques à méso-échelle (i.e. plumes estuariennes) dans la variabilité de la distribution des abondances larvaires. à l'échelle régionale du Golfe de Gascogne et de la Manche occidentale, la simulation lagrangienne de la dispersion larvaire en conditions hydroclimatiques réalistes a souligné l'importance de la variabilité saisonnière des conditions hydroclimatiques et des traits d'histoire de vie (mois de ponte, durée de vie larvaire, comportement natatoire) dans le transport larvaire et la connectivité entre populations. Ces résultats ont suggéré de possibles échanges larvaires depuis les populations cotières du Golfe de Gascogne vers celles de la Manche occidentale, i.e. à travers une zone de transition biogéographique. Ils ont aussi permis de tester plusieurs hypothèses sur les conséquences possibles du changement climatique sur la dispersion et la connectivité entre populations marines, i.e. via une période de ponte précoce et une durée de vie larvaire raccourcie. à l'échelle locale du Golfe Normand-Breton, un modèle eulérien de dispersion a permis d'estimer la connectivité entre les récifs biogéniques construits par une espèce à forte valeur patrimoniale, Sabellaria alveolata. Ce modèle a permis de déterminer les influences relatives de la variabilité intra- et inter-annuelle des conditions hydroclimatiques sur la connectivité, dans un contexte de gestion et de conservation d'un patrimoine naturel. Océanographie biologique écologie dynamique des populations métapopulation connectivité dispersion larvaire modélisation couplée biologie-physique
14	Etude de quelques modèles épidémiologiques de métapopulation: application à la tuberculose et au paludisme Tsanou, Berge 13 January 2012 (has links) (PDF) L'objectif de cette thèse est d'abord de modéliser, analyser, puis simuler certains modèles de métapopulations basés sur quelques approches modernes de la mobilité des humains, et ensuite d'attaquer et de résoudre la difficile question de l'existence et de la stabilité des équilibres endémiques. Modélisation métapopulation réseau système dynamique lyapunov nombre de reproduction de base stabilité paludisme tuberculose simulation
15	Diffusion spatio-temporelle des épidémies : approche comparée des modélisations mathématiques et biostatistiques, cibles d'intervention et mobilité humaine / Spatio-temporal spread of epidemics : comparative approach of mathematical and bio-statistical modeling, intervention targets and human mobility Sallah, Kankoe 29 November 2017 (has links) Dans la première partie de cette thèse, nous avons mis en place un métamodèle de transmission du paludisme basé sur la modélisation compartimentale susceptible-infecté-résistant (SIR) et prenant en compte les flux de mobilité humaine entre différents villages du Centre Sénégal. Les stratégies d’intervention géographiquement ciblées, s’étaient avérées efficaces pour réduire l’incidence du paludisme aussi bien dans les zones d’intervention qu’à l’extérieur de ces zones. Cependant, des actions combinées ciblant à la fois le vecteur et l’hôte, coordonnées à large échelle sont nécessaires dans les régions et pays visant l’élimination du paludisme à court/moyen terme.Dans la deuxième partie nous avons évalué différentes méthodes d’estimation de la mobilité humaine en l’absence de données individuelles. Ces méthodes incluaient la traçabilité spatio-temporelle des téléphones mobiles ainsi que les modèles mathématiques de gravité et de radiation. Le transport de l’agent pathogène dans l’espace géographique, par la mobilité d’un sujet infecté est un déterminant majeur de la vitesse de propagation d’une épidémie. Nous avons introduit le modèle d’impédance qui minimise l’erreur quadratique moyen sur les estimations de mobilité, en particulier dans les contextes où les ensembles de population sont caractérisés par leurs tailles hétérogènes.Nous avons enfin élargi le cadre des hypothèses sous-jacentes à la calibration des modèles de gravité de la mobilité humaine. L’hypothèse d’une distribution avec excès de zéros a fourni un meilleur ajustement et une meilleure prédictibilité, comparée aux hypothèses classiques n’assumant pas un excès de zéros : Poisson, Quasipoisson. / In the first part of this thesis, we have developed a malaria transmission metamodel based on the susceptible-infected-resistant compartmental modeling framework (SIR) and taking into consideration human mobility flows between different villages in the Center of Senegal. Geographically targeted intervention strategies had been shown to be effective in reducing the incidence of malaria both within and outside of intervention areas. However, combined interventions targeting both vector and host, coordinated on a large scale are needed in regions and countries aiming to achieve malaria elimination in the short/medium term.In the second part we have evaluated different methods of estimating human mobility in the absence of real data. These methods included spatio-temporal traceability of mobile phones, mathematical models of gravity and radiation. The transport of the pathogen through the geographical space via the mobility of an infected subject is a major determinant of the spread of an epidemic. We introduced the impedance model that minimized the mean square error on mobility estimates, especially in contexts where population sets are characterized by their heterogeneous sizes.Finally, we have expanded the framework of assumptions underlying the calibration of the gravity models of human mobility. The hypothesis of a zero inflated distribution provided a better fit and a better predictability, compared to the classical approach not assuming an excess of zeros: Poisson, Quasipoisson. Modèles compartimentaux Diffusion des épidémies Modèle en métapopulation Essai d’intervention Elimination du paludisme Mobilité humaine Analyse spatiale Maladies infectieuses Modèle d’impédance Modèle de gravité Modèle de radiation Inflation de zéros Compartmental models Epidemic spread Metapopulation model Intervention trial Malaria elimination Human mobility Spatial analysis Infectious diseases Impedance model Gravity model Radiation model Zero Inflated Model
16	Apports des modèles de métapopulation hors équilibre : application à l'évaluation de la dynamique des plantes forestières / Contributions of non-equilibrium metapopulation models : application to the assessment of forest plant dynamics Lalechère, Etienne 08 December 2017 (has links) Les modèles de métapopulations permettent de prédire l'occupation des habitats au sein desquels elles évoluent en fonction de la configuration spatiale du paysage. La destruction et la création d'habitats peuvent induire une dette d'extinction ou un crédit d'immigration, c'est-à-dire des dynamiques d'espèces qui ne sont pas immédiates mais décalées dans le temps par rapport cette rotation des habitats. La présence d'un délai temporel signifie que les espèces ne sont pas à l'équilibre avec les paysages actuels. Cette thèse a pour objectif d'évaluer l'apport de modèles de métapopulations hors équilibre pour comprendre ces dynamiques décalées dans le temps de façon théorique et à partir de données empiriques sur les plantes forestières. A ces fins, nous avons évalué la robustesse d'une méthode d'inférence de paramètres de dynamique de métapopulations hors équilibre, adaptée à l'échelle régionale. Elle a ensuite été appliquée sur des données contemporaines de plantes forestières et de séries temporelles de cartographies des forêts dans les départements de la Seine-et-Marne et de l'Eure-et-Loir. A partir des modèles utilisés, nous avons pu reproduire certaines caractéristiques de la répartition des espèces qui sont dues à l'évolution historique des surfaces forestières. En effet, certaines espèces sont plus fréquentes en forêt anciennes et d'autres en forêt récentes, ce qui s'explique en partie par les traits des espèces et leurs affinités pour des conditions environnementales spécifiques. A partir de projections à long-terme de leurs dynamiques, nous avons montré que les délais de réponse de ces espèces peuvent être de plusieurs siècles et dépendent fortement de la connectivité fonctionnelle des habitats. Des scénarios virtuels de rotation des habitats ont été simulés pour pallier l'analyse des seules zones d'études. Associé à des projections de dynamiques de métapopulations, qui permettent de contrôler les paramètres à étudier, nous avons testé l'importance relative de la distance de dispersion des espèces et de la configuration spatiale de la rotation des habitats sur ces dynamiques. Le temps de retour à l'équilibre des métapopulations ne s'explique pas uniquement par l'amplitude de la dette d'extinction ou du crédit d'immigration mais dépend aussi de ces deux facteurs. Ces résultats mettent en évidence l'importance d'approfondir nos connaissances sur les effets de perturbations successives qui rendent le retour théorique à l'équilibre des espèces très incertain. / Metapopulation models are used to predict the occupancy of habitats from landscape spatial configuration. Habitat destruction and creation can lead to an extinction debt or an immigration credit that are time-delayed species dynamics following habitat turnover. Such delays mean that species are not in equilibrium with the current landscape structures. The aim of this thesis is to evaluate the contribution of non-equilibrium metapopulation models to understand time-delayed dynamics theoretically and from empirical datasets about forest plants. For this purpose, we assessed the robustness of the method used to infer metapopulation parameters at the regional scale. Then, we applied this method from contemporary plant inventories and time-series of forest maps of the Seine-et-Marne and the Eure-et-Loir french regions. Models satisfactorily reproduced some characteristics of forest plant spatial structure that are due to historical changes in forest areas. Indeed, some species are more frequent in ancient forests and some others are more frequent in recent forests notably due to species traits and their affinity for specific environmental characteristics. From long-term projections of species dynamics, we showed that the delays in forest plant dynamics are several centuries following habitat turnover and strongly depend on habitat functional connectivity. Virtual scenarios of habitat turnover were simulated to assess other study cases than the two study areas. We projected metapopulation dynamics, while controlling for some metapopulation parameters, to test the relative effects of species dispersal distance and the spatial configuration of habitat turnover on these dynamics. Metapopulation return time towards equilibrium not only depends on the magnitude of the extinction debt or on the magnitude of the immigration credit but also on these two variables.These results put forward the need to improve our knowledge on the effects of successive perturbations that make species return towards equilibrium unsure. Changements à long-terme Dynamiques de paysage Dette d'extinction Crédit d'immigration Métapopulation Modèles stochastiques Recrutement Dispersion Communauté Plantes forestières Non-equilibrium biodiversity dynamics Long-term changes Landscape dynamics Extinction debt Immigration credit Metapopulation Stochastic models Recruitement Dispersal Community Forest plants
17	Metapopulation dynamics of dengue epidemics in French Polynesia / Dynamique métapopulationelle des épidémies de dengue en Polynésie française Teissier, Yoann 22 May 2017 (has links) La dengue circule en Polynésie française sur un mode épidémique depuis plus de 35 ans. Néanmoins, en dépit de la taille relativement faible de la population de Polynésie française, la circulation de la dengue peut persister à de faibles niveaux pendant de nombreuses années. L’objectif de ce travail de thèse est de déterminer si l'épidémiologie de la dengue dans le système insulaire de la Polynésie française répond aux critères d’un contexte de métapopulation. Après avoir constitué une base de données regroupant les cas de dengue répertoriés sur les 35 dernières années, nous avons réalisé des analyses épidémiologiques descriptives et statistiques. Celles-ci ont révélé des disparités spatio-temporelles distinctes pour l’incidence de la dengue des archipels et des îles, mais la structure de l'épidémie globale à l’échelle de la Polynésie française pour un même sérotype ne semble pas être affectée. Les analyses de la métapopulation ont révélé l'incidence asynchrone de la dengue dans un grand nombre d’îles. Celle-ci s’observe plus particulièrement par la différence de dynamique de l’incidence entre les îles plus peuplées et celles ayant une population plus faible. La taille critique de la communauté nécessaire à la persistance de la dengue n’est même pas atteinte par la plus grande île de Polynésie Française, Tahiti. Ce résultat suggère que la dengue peut uniquement persister grâce à sa propagation d’île en île. L'incorporation de la connectivité des îles à travers des modèles de migration humaine dans un modèle mathématique a produit une dynamique de la dengue davantage en adéquation avec les données observées, que les tentatives de modélisation traitant la population dans son ensemble. Le modèle de la métapopulation a été capable de simuler la même dynamique que les cas de dengue observés pour l'épidémie et la transmission endémique qui a suivi pour la période de 2001 à 2008. Des analyses complémentaires sur la différenciation de l'incidence de la maladie et de l'infection seront probablement instructives pour affiner le modèle de métapopulation de l'épidémiologie de la dengue en Polynésie française. / Dengue has been epidemic in French Polynesia for the past 35 years. Despite the relatively small population size in French Polynesia, dengue does not disappear and can persist at low levels for many years. In light of the large number of islands comprising French Polynesia, this thesis addresses the extent to which a metapopulation context may be the most appropriate to describe the epidemiology and persistence of dengue in this case. After compiling a database of dengue cases over the last 35 years, we used a number of descriptive and statistical epidemiological analyses that revealed distinct spatio-temporal disparity in dengue incidence for archipelago and islands. But the global structure of the epidemics of the same serotype were not affected. Metapopulation analyses revealed asynchronous dengue incidence among many of the islands and most notably larger islands lagged behind the smaller islands. The critical community size, which determines dengue persistence, was found to exceed even the largest island of Tahiti, suggesting that dengue can only exist by island-hopping. Incorporation of island connectedness through patterns of human migration into a mathematical model enabled a much better fit to the observed data than treating the population as a whole. The metapopulation model was able to capture to some extent the epidemic and low level transmission dynamics observed for the period of 2001-2008. Further analyses on differentiating incidence of disease and infection will likely prove informative for the metapopulation model of dengue epidemiology in French Polynesia. Dengue Épidémies Métapopulation Polynésie française Modélisation SEIR Transmission endémique Persistance Infection Migration Population Circulation insulaire Population critique Connections insulaires Modèle Logiciel R Études statistiques Identification des facteurs de risques Densité de la population Vecteur Aedes aegypti Géographie insulaire Milieu tropical Distance de vol du vecteur Immunité de la population Densité vectorielle Taux de récupération de l’hôte Mortalité du vecteur Cycle de transmission des virus Arbovirus Dynamique de la dengue Simulations Dynamique épidémique Dengue Epidemics Metapopulation French Polynesia Modeling SEIR Endemic transmission Persistence Infection Migration Population Insular circulation Critical population Insular connections Model Ordinary differential equation (ODE) R software Statistical study Risk factor identification Population density Vector Aedes aegypti Insular geography Tropical environment Vector flight distance Population immunity Vector density Host recovery rate Vector mortality Virus transmission cycle Arbovirus Dengue dynamic Simulations Epidemic dynamics 614.4

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